Ett viktigt hormon som gör att svälta möss att ändra sin metabolism och "övervintra" för att spara energi, avslöjar en nya molekylära mål för läkemedel mot mänskliga fetma och metabola sjukdomar, UT Southwestern Medical Center har forskare funnit.
Den svält-fighting effekterna av hormonet som kallas fibroblast tillväxtfaktor 21 (FGF21), beskrivs för första gången i en studie som förekommer på nätet i Cell Metabolism.
FGF21 utlöste i svältande möss med en specifik cellulär receptor som styr användningen av fett som energi, sporrar en metabolisk övergång till bränna lagrat fett istället för kolhydrater och inducerar en dvala-liknande tillstånd av minskad kroppstemperatur och fysisk aktivitet, som alla syftar till att främja överlevnad.
"Detta hormon ändrar ämnesomsättningen och beteendet hos möss i ansiktet av otillräcklig näring", säger Dr Steven Kliewer, professor i molekylär biologi och farmakologi vid UT Southwestern och studiens ledande författare. "Vi hoppas att manipulera detta hormon-receptor signalväg att farkosten nästa generation av läkemedel mot mänskliga fetma och andra villkor."
Däggdjur på gränsen till svält skift normalt sin huvudsakliga energikälla från kolhydrater till lagrat fett, främja överlevnad under foodless perioder. Vissa däggdjur också ange en dvala-liknande tillstånd av reglerade hypotermi, som kallas dvala, vilket sparar energi.
Den molekylära drivkraften bakom denna reaktion mot svält, hade dock varit okänt.
För att hitta ett svar, undersöktes UT Southwestern forskare och andra vetenskapsmän potentiella molekylära signaler och cellulära interaktioner som spelar in vid svält och fasta.
De fokuserade på en nukleär receptor - ett protein som vänder på och av gener i kroppen - som kallas peroxisomal proliferator-aktiverad receptor alfa eller PPAR-alfa, som är känd för att kontrollera användningen av fett som energi. Svältande möss utan PPAR-alfa blir hypoglykemiska och snabbt dör.
Vid analysen av de molekylära effekterna av PPAR-alfa hos möss, har forskarna funnit att det stimulerar produktionen av FGF21, en medlem av ett hormon familj som har visat sig sänka blodsockret hos diabetiker och feta möss.
FGF21 i sin tur stimulerar användning av lagrade fett som energi och orsakar dvala.
I ordentligt matade möss är FGF21 normalt inte aktiv, men när forskarna introducerade FGF21 i dessa möss, förändrat djurens ämnesomsättning.
"När möss fick detta hormon, verkade deras ämnesomsättning som om de var svalt, även efter att de just hade ätit", säger Dr Kliewer.
Eftersom begränsa livsmedelskonsumtion är känd för att ha en rad positiva effekter, såsom att sänka blodtryck, kolesterol och glukos i blodet, är Dr Kliewer intresserad av att förstå hur FGF21 påverkar dessa processer.